抗药性细菌如何建立防御

据领先的科学家称，对数百种不同类型的致病细菌的运作方式有了更深入的了解，这有助于为解决它们的影响铺平道路。由Sheena Radford和Neil Ranson教授领导的利兹大学的研究人员发现了一种名为BAM的蛋白质复合物--β-桶组装机器 - 的操作的新信息 - 它有助于将其他细菌蛋白质插入细菌的最外层保护层。

为了使细菌传播疾病，它们需要形成外膜，否则它们无法在它们生活的恶劣环境中存活。BAM复合物在这个过程中发挥着至关重要的作用，促进无数蛋白质插入该层，使其作为屏障正常工作，保护虫子免受抗生素的攻击。

随着他们的新成果，Astbury结构分子生物学中心的研究人员表示，有可能设计出能够阻止BAM复合物停止运作的药物。

Ranson教授说：“这是一种复杂的分子机器，可以使细菌保持活力，我们知道它的突变对细菌是致命的。

“其他实验室的一些漂亮的作品表明，BAM有两种不同的形状 - 开放式和封闭式 - 但开放形式似乎需要部分复杂的东西分崩离析。

“我们的工作首次展示了这个开放状态下完整的BAM复合体。现在我们已经能够以这种方式看到完整的结构，它为我们提供了关于BAM如何工作以及如何开发阻止其运行的新线索“。

该研究使用位于牛津郡Harwell科学与创新园区的英国国家同步加速器科学设施Diamond Light Source的电子显微镜进行。

然而，在大学投资自己最先进的电子显微镜之后，现在可以在利兹校园进行这项研究的后续步骤。这两个显微镜构成了Astbury结构分子生物学中心前沿设施的关键部分。

大学Astbury中心主任Radford教授说：“如果BAM不能发挥作用，细菌就无法生存，也无法传播疾病。

“现在我们更多地了解BAM如何发挥作用的挑战，是科学界开发能够针对它的药物，并补充我们缩小的抗生素库来治疗细菌感染。”

这种新的理解将有助于寻找新的杀灭细菌的方法，这些细菌已经对20世纪开发的药物产生越来越大的抵抗力。

抗菌药物耐药性已成为近年来的一个主要问题，许多药物用于治疗从百日咳到沙门氏菌的感染，以及广泛的医院获得性感染，失去其有效性。

以前，科学家使用X射线晶体学，几十年来一直是结构发现的支柱，表明桶形BAM复合物可以以开放和封闭的形式存在。

BAM复合物位于革兰氏阴性细菌的外膜内，并将其他蛋白质插入膜中，在那里需要它们形成功能性保护层。如何发生这种情况并未得到正确理解，但认为形状的变化对于使其客户蛋白质进入膜是必不可少的。

使用高度先进的电子显微镜，Radford教授和Ranson教授现在通过从溶液中快速冷冻复合物，看到BAM处于开放状态的结构。

开放状态的先前结构都缺少构成完整BAM复合物的五种蛋白质中的一种，称为BamB。新的结果表明BAMB的打开可能发生在BamB那里，这改变了科学家思考BAM如何工作的方式。